Des scientifiques de l'Université de Boston combinent 2 techniques de pointe, la microscopie 2-photons à faisceaux de Bessel et l'analyse à haut débit pour obtenir des mesures plus rapides et plus précises du flux sanguin du cerveau. Ce nouveau mode diagnostique, présenté dans la revue Neurophotonics permet de détecter les problèmes de circulation sanguine dans les capillaires cérébraux, caractéristiques de différents troubles neurologiques. Avec pour implication un diagnostic bientôt possible de ces troubles complexes, plus rapide, plus précoce et plus précis.
Le cerveau est très probablement l’organe le plus sensible aux changements de flux sanguin et d’apport en oxygène. Même de brèves interruptions du flux capillaire peuvent indiquer des problèmes neurologiques aigus. Ces blocages sont également caractéristiques de troubles neurologiques chroniques comme les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Ainsi, l’étude et une meilleure compréhension de ces effets de « décrochage » pourraient conduire au développement de nouvelles thérapies.
Jusque-là l’observation de tels blocages restait un défi, mais ces nouvelles techniques d’imagerie, dont la microscopie utilisée par l’équipe américaine, rendent ces recherches possibles. En effet, la tomographie par cohérence optique (OCT) est la méthode standard de surveillance des capillaires mais elle n’apporte qu’une faible résolution temporelle, c’est-à-dire qu’elle ne permet de capturer que des événements de longue durée. De plus, l'analyse de ses données nécessite un travail manuel approfondi.
L’étude démontre tout le potentiel de la nouvelle technique pour obtenir des images volumétriques des capillaires cérébraux. De plus, l’équipe combine à cette technique d’observation une approche d’analyse innovante permettant d’automatiser ou presque, l’identification des événements de blocage. Grâce à cette approche, les chercheurs peuvent
obtenir des images claires de tous les capillaires et environ toutes les 2 secondes.
Dans ces images, le blocage d’un capillaire peut être détecté de manière simple en se concentrant sur le mouvement des globules rouges, qui apparaissent sous forme d'ombres. Si les cellules restent au même endroit dans un capillaire pendant 2 images consécutives ou plus, cela signifie que le flux sanguin dans le capillaire est bloqué.
Par rapport à l'OCT, l'approche proposée génère des images beaucoup plus rapidement, offrant ainsi une meilleure résolution temporelle. La procédure d'analyse repose sur un algorithme qui calcule la corrélation d'intensité entre les images de capillaires individuels ; une corrélation élevée implique que le capillaire est bloqué.
Testée sur des souris, la nouvelle approche diagnostique permet bien explorer les changements de circulation au niveau des capillaires du cerveau, avant et après un accident vasculaire cérébral.
La stratégie, plus fiable, permet de réduire de moitié le délai du diagnostic.
Source: Neurophotonics 12 Sept, 2023 DOI : 10.1117/1.NPh.10.3.035009 High throughput detection of capillary stalling events with Bessel beam two-photon microscopy
